Арматурный каркас для фундамента: сварка или вязка

Сварка арматуры: ГОСТ 14098-91

Этот документ регулирует стандарты, которые накладываются на сварные швы при соединении арматуры диаметром от 3 мм. Нормы распространяются и на соединения толщиной от 4 до 30 мм, выполняемые во время производства арматурных изделий для создания железобетонных конструкций.

Стандарт регламентирует размеры, типы, а также конструкцию сварных швов, которые делаются любым видом сварки. Эти нормы обязательны для выполнения и находятся в свободном доступе. Все конструкции из арматуры, предназначенные для создания железобетона, должны соответствовать ГОСТу 14098-91.

Методы понижения отрицательного воздействия сварки на арматуру

Для начала, чтобы уменьшить негативное влияние, нужно подобрать электроды для сварки, они должны соответствовать диаметру гладких или ребристых стержней, которые будут соединяться. Если в конструкции применяются прутья до 1,4 см в диаметре, тогда электроды можно покупать любые. Если металлические стержни будут большего размера в диаметре, тогда используются другие специализированные электроды. Выбор лучше делать в сторону тех, которые направлены на работу с низкоуглеродной сталью. Они принесут наименьший вред прочности свариваемых элементов, так как их воздействие на металл не такое интенсивное.

Читайте также: Испытание бетона на прочность в лаборатории

Когда происходит сварка арматуры для фундамента, нужно помнить про величину тока, который подается на аппарат. Если напряжение будет недостаточным, то и соединение не выйдет прочным. Такая конструкция быстро потерпит деформации и разрушение. А вот если ток, наоборот, будет сильным, то место соединения деформируется и станет тонким. Исходя из этого, нужно использовать оптимальную температуру нагрева соединительных элементов, чтобы избежать негативных последствий на прочность армированных стержней и всей конструкции здания в целом.

Для того чтобы определить мощность тока, который необходим для сварочных работ, есть один простой вариант проверки. Так как электрод взаимодействует с металлом, по нему можно определить силу нагревания: их слипание является признаком малой силы тока, поэтому мощность нужно увеличить. Специалисты считают, что большая прочность и долговечность свариваемых элементов конструкции исходит из плотности прилегания поверхностей стержней друг к другу. Чтобы получить максимальную плотность прилегания всех элементов, нужно отшлифовать поверхности стыковки, таким образом, увеличив площадь их соприкосновения.

Типы соединений

На данный момент существует три основных метода сваривания арматуры:

1. Внахлест.
2. Встык.
3. Контактная точечная.

У каждого способа есть свои особенности, которые следует рассмотреть отдельно.

Внахлест

Сварка внахлест — это относительно простой, но не самый популярный способ. Он применяется только тогда, когда необходимо сварить элементы не в самой ответственной части. Это обуславливается недостаточной прочностью соединительных швов. Такой шов можно сломать даже обычным молотком.

Встык

Для такого соединения необходимо применять специальные ванночки. Они предназначаются для сваривания арматуры и имеют u-образную форму. В ванну закладываются концы обеих арматур и привариваются. Соединение происходит при расплавлении двух концов. Ванночка должна иметь большую толщину, чем арматура, чтобы не прогореть.

Лучше всего будет сохранять расстояние от стенки в пределах полутора сантиметров. Этот метод еще называется неразъемным, так как ванночка в конечном итоге станет частью сварного соединения.

Контактная точечная

Нужны расходники, например, электроды или проволока. Контактная сварка требует лишь электричество. С этим способом можно полностью автоматизировать всю работу.

Существует только два серьезных недостатка:

1. Выполнять работу можно только в условиях цеха.
2. Оборудование имеет большие размеры и стоимость.

Также следует помнить, что аппарат потребляет огромное количество электроэнергии.

Тонкости сварных работ

Чтобы полностью развеять миф, почему нельзя варить арматуру в фундаменте, необходимо знать особенности выполнения всех действий.

Изначально готовится арматура нужного диаметра и длины, соответствующая проектному заданию на обустройство фундаментного каркаса. После этого предстоит следующий алгоритм действий:

• приобретенный материал проверяется на качество;
• выполняется отбраковка, в процессе которой определяются металлические заготовки, характеристики которых не соответствуют требованиям нормативных документов;
• стальные стержни зачищаются от коррозии, рихтуются, покрываются абразивным составом, режутся на заготовки требуемых размеров;
• все элементы будущей каркасной конструкции соединяются в общей плоскости легкими прихватками сварочным агрегатом, окончательная фиксация выполняется позже;

Читайте также: Руководство по утеплению плитного фундамента

• заготовки будущей каркасной части фиксируют специальными кондукторами на расстояниях, определяемых проектными чертежами;
• конструкции прихватываются сваркой, уточняется соответствие параметров рамы данным проектной документации;
• заключительный рабочий этап – окончательная сварка каркаса.

Соблюдая технологические этапы сварки арматурных прутьев на строительной площадке, помните, что лучше использовать специальный агрегат для инверторной сварки.

Главными показателями режимов во время работы сварочного аппарата считаются:

• сечение электрода;
• величина рода и полярности электрического тока;
• показатель напряжения электродуги;
• скорость выполнения сварочных работ;
• количество подходов.

При контактном способе сварки и определении ее рабочего параметра основным показателем считают силу используемого тока, от которого полностью зависят качественные характеристики получаемого сварного шва и показатель производительности работ.

Выбор диаметра электрода выполняется с учетом толщины соединяемого металла. Необходимо помнить, что рабочий режим основан на уровне электрического тока. Когда используемый электрод толще четырех миллиметров, рекомендуется понизить стандартный показатель тока на десять – пятнадцать процентов. Определяясь с режимом полярности, отдавайте предпочтение обратной. В связи с тем, что при работе на постоянном электротоке активно вырабатывается тепловая энергия, возрастает вероятность того, что в металлическом материале появятся прожоги.

Новейшие сварочные агрегаты могут преобразовывать переменный электрический ток, и после включения соответствующего режима электроток, поступающий на электродный стержень, превращается в постоянный.

Выбирая скоростной режим, проследите, чтобы ванна, наполняемая раскаленной сталью, располагалась выше поверхности кромок. Лучше всего подбирать режим, при котором ширина сварочного шва в полтора – два раза превышает диаметр электродного стержня.

Собрав арматурную конструкцию, предназначенную для устройства фундамента, необходимо провести несложное испытание. На поверхность каркаса укладывается доска, по которой начинает ходить человек. Если каркасная система собрана по проектным чертежам, от веса она не будет изгибаться.

Перед тем, как начать подавать бетонную смесь, арматурная система дополнительно укрепляется, чтобы надежно зафиксироваться в фундаментном теле.

Внахлест

Такое соединение осуществляется путём наложения одной арматуры на другую. Далее, промежуток между ними проваривается в один или несколько проходов (в зависимости от цели).
Сварка внахлест требует предварительной подготовки арматуры. Необходимо будет зачистить концы металлическими щетками или болгаркой со шлифовальным диском.

Также необходимо подобрать правильный диаметр электрода. В этом случае всё не так трудно. Нужно следовать следующим рекомендациям:

1. Арматуры толщиной до 8 мм варятся электродом до 3 мм.
2. Арматуры толщиной до 10 мм варятся электродом в 4 мм.
3. Арматуры толщиной свыше 10 мм варятся электродами от 5 мм.

Электродуговая сварка

Ручная дуговая сварка широко применяется в малоэтажном строительстве, может выполняться в домашних условиях бытовыми сварочными аппаратами. Недостатки этого способа:

• потребность в высокой квалификации исполнителя;
• низкая производительность;
• высокая себестоимость процесса.

Полуавтоматическая дуговая сварка арматуры – технология, осуществляемая в производственных условиях. Ее преимущества: высокая производительность, качество, сниженная себестоимость.

Ручной дуговой сваркой обычно изготавливают нахлесточные соединения, которые заключаются в частичном наложении арматурных элементов друг на друга.

Читайте также: Шпаклевка стен из газобетона: все особенности и нюансы

Основные правила создания таких швов:

• Нахлесточное соединение должно располагаться в местах, испытывающих минимальные нагрузки.
• Способ рекомендуется применять к стержням одинакового диаметра.
• Сечение стержней – не менее 20 мм.
• Длина шва – не менее 10 величин диаметров стержня.
• Процесс обычно проходит при горизонтальном расположении прутов.
• Для лучшей стыковки участки зачищают абразивным инструментом.

Внимание! Для электродуговой сварки арматуры внахлест обычно применяют электроды МР и АНО. Для арматуры диаметром 5-8 мм применяют электроды 3 мм, 8-10 мм – 4 мм, более 10 мм – 5 мм.

Плюсы и минусы

Конструкции из арматуры, сваренные на заводе, в большой степени уменьшают сроки строительства, а также позволяют ускорить монтажные работы. К плюсам таких изделий относятся:

1. Готовые модули имеют высокие показатели жесткости.
2. С их помощью можно создать очень прочное основание, которое сможет выдерживать увеличенные нагрузки.

Важно! Есть и минусы, которые в значительной мере сокращают область применения таких изделий. Сварную арматуру для фундамента нельзя использовать в районах с высокой сейсмичностью и на грунтовых основаниях, где процесс усадки занимает длительное время.

Как выбрать?

Выбор арматуры производится по её сечению. Сейчас на рынке представлен материал с диаметром от 5 до 32 мм.

Чем больше будет диаметр арматуры, тем прочнее получится каркасный элемент.

Для строительства частных домов обычно используются пруты, сечение которых варьируется от 10 до 16 мм. Если фундамент возводится на грунте со слабой несущей способностью, то лучше использовать более толстую арматуру.

При выборе материала для каркаса обязательно следует учитывать, что арматура диаметром в 10 мм не может выдерживать нагрузку длительное время. Это делает ее использование нецелесообразным.

Выбор арматуры

Элементы для армирования фундаментной основы представлены металлическими прутьями, имеющими гладкую либо ребристую поверхность. Их размещают внутри конструкций из бетона, чтобы увеличить показатель их прочности и сопротивляемость воздействиям негативного характера.

На сегодняшний день такие прутья чаще всего изготавливают из стали, но встречаются элементы из новых материалов, отличающихся большей прочностью. Одним из таких примеров является стеклопластик.

Помимо этого, изделия из арматуры отличаются толщиной прутов, значение которой варьируется в пределах пяти – двадцати пяти миллиметров. Окончательный выбор арматуры при строительстве того или иного объекта основан на предполагаемой нагрузке на фундаментное основание и иных факторах.

Прутья, из которых устраивается арматурная конструкция, соединяются между собой, чтобы увеличить прочность фундамента. Отметим, что арматура с ребристой поверхностью в большинстве случаев применяется в качестве основной для перераспределения нагрузочных воздействий, создаваемых сооружением и грунтовым составом. С помощью гадких прутков обеспечивается необходимая ориентация для ребристых элементов внутри фундаментной основы.

Арматура с ребристой или гладкой поверхностью должна быть скреплена между собой, поэтому следует знать, как варить арматуру для фундамента.

https://youtu.be/RQxsU4Ih8G4

Рекомендованный вариант арматуры, применяемой для обустройства бетонной основы – А 500 С. Лучше всего пользоваться круглыми прутьями, а при устройстве неглубоких фундаментных лент – прямоугольными пластинами.

Необходимо учесть одну особенность – от размера сечения арматуры зависит прочность будущего каркаса. Кроме того, при выборе учитывается длина прутьев, по параметрам которой можно определить расход металлических изделий.

При строительстве частного дома разрешается использовать арматуру, диаметр которой варьируется в пределах десяти – шестнадцати миллиметров. В фундаментные основания, строящиеся по слабонесущим почвенным составам, закладываются металлические прутья, толщина которых не менее 1.6 см.

Технологическая карта каркаса и расход

С помощью технологической карты можно в большой степени упростить процесс сварки арматуры встык. В ней прописана следующая информация:

1. Расположение стержней.
2. Технология сварки.
3. Порядок монтажа отдельных каркасов.

Также с помощью технологической карты можно легко просчитать необходимое количество материалов. В ней описывается сфера использования и организация всех видов работ.

Чтобы рассчитать количество арматуры, требуется знать точные параметры фундамента и тип. Больше всего тратится материала на плиточный вид фундамента. Но зато минимальный расход наблюдается при сооружении свайных и ленточных оснований.

Оборудование и расходные материалы

Сварка встык выполняется при помощи инвертора и электродов. Такой аппарат используется для контактного соединения и функционирует на постоянном токе. Он гораздо эффективнее аналогов с переменным током. Для его работы необходимы электроды, которые плавятся в защитном газе. Это оборудование имеет специальный механизм, автоматический падающий электроды.
Сварочный трансформатор является относительно дешевым и гораздо более устаревшим вариантом. Расходными материалами также служат электроды, но на них уже идёт переменный ток. Этому аппарату необходимо подключение к выпрямителю. Также существует режим, в которым переменный ток переходит в постоянный.

Параметры режимов

Главными параметрами режима сварки являются следующие показатели:

1. Диаметр электрода.
2. Скорость сварки.
3. Величина, а также полярность электрического тока.
4. Напряжение.
5. Количество проходов.

Наиболее важным параметром является сила тока. Она влияет на качество шва, а также на производительность работы. Диаметр электрода выбирается исходя из толщины металла.

Выбор режима производится на основе уровня тока. Когда диаметр электрода больше 4 мм, то показатели тока следует снижать примерно на 10% от стандартных.

Недостатки

• Длительная процедура подготовки;
• Возможность использования только на стационарной площадке;
• Потребляется большое количество электрической энергии;
• Повышенные требования к чистоте поверхности.

Способы сварки

Самым распространенным способом здесь является образование точек нагрева, которые находятся на торцах. Сварка арматуры может проходить при образовании нескольких таких точек нагрева. Все точки находятся на относительно небольшом расстоянии друг от друга. Ток пробегает через них, создавая высокую концентрацию температуры. Точечная сварка арматуры обеспечивает высокое соединения качество за счет большего количества образованных точек.

Читайте также: Технология архитектурного бетона

Точечная сварка арматуры

Суть процесса заключается в том, что клещи контактной сварки арматуры присоединяются к стержням. Когда те соприкасаются между собой, то получается замкнутый круг электрической цепи. Благодаря тому, что стык стержней образует наибольшее сопротивление в данной контактной цепи. Соответственно, именно это поддается наибольшему нагреву. Через некоторое время концы начинают плавиться и переходить в пластичное состояние и частично в жидкое. На этом этапе и происходит соединение.

Проверка прочности соединения

Если хочется убедиться, что все негативные воздействия от сварки минимизированы, можно провести эксперимент, который покажет результат работы и качество соединения. Для этого берутся два металлических стержня, свариваются между собой, а затем они остывают. Когда температура соединения стала комнатной, можно посмотреть на место сварки и оценить его качество. Если в области соединения появились трещинки, значит, неправильно подобрана технология или материал конструкции для установки и монтажа фундамента будущего здания. Когда соединение без трещин и деформаций, крепкое, это означает, что все этапы работы выполнены верно и выбранный металл подходит для дальнейших работ. Теперь после проверки на прочность отдельного элемента можно сделать свой выбор.

В каких случаях используется сварка арматуры

Самый быстрый способ изготовления армированной сетки для фундамента –это метод сваривания. Но такой метод применяется только в некоторых случаях. Перед тем как принять решение использовать сваренный или вязанный армированный каркас, эксперты должны заранее проанализировать расположение здания, состав грунта и другие факторы, которые могут в будущем негативно повлиять на фундамент. Если исследования пройдут успешно и на территории, где будет строиться задание, нет подвижных, в том числе и сыпучих грунтов, тогда можно использовать скрепление арматуры методом сварки. Чтобы арматурная конструкция была более качественной необходимо тщательно подбирать материал и соответствующий инструмент для изготовления, а также соблюдать технологический процесс проведения сварочных работ. Перед тем как начинать массовые работы необходимо удостовериться в качестве используемого инструмента и материала для создания армированного сооружения. Это поможет в дальнейшем избежать непредвиденных ситуаций и удостовериться в качестве будущего основания.

Технология вязки арматуры

Есть несколько способов вязки арматуры для фундамента специальной проволокой. Проводится эта работа непосредственно на объекте. Можно воспользоваться услугами специализированных мастерских, где работу выполнят качественно и в оговоренные сроки. Есть небольшой минус такой услуги. Вам придется найти транспорт для перевозки крупногабаритной конструкции. В условиях малых населенных пунктов это сложно и дорого. Поэтому советуем самостоятельно освоить процесс вязки элементов каркаса:

• Определитесь с количеством точек соединения.
• Отрежьте соответствующее количество кусочков стальной проволоки длиной 20 см. Диаметр соответствует 1,2-1,4 мм.
• Сложите отрезанный кусочек пополам.
• Подведите полученную петлю к месту соединения элементов.
• Воспользуйтесь вязальным крючком. Его можно изготовить самостоятельно либо приобрести в магазине. Введите рабочую часть в петлю.
• Захватите свободные концы и протяните их через отверстие. Место соединения стержней должно охватываться проволокой.
• Затяните с максимальным усилием и, провернув крючок несколько раз, обеспечьте плотное соединение деталей конструкции каркаса.

Вязка арматуры осуществляется с помощью специальной проволоки, которая соединяет прутки по углам конструкции

Вязка при помощи вязального крючка относится к самым дешевым, но трудоемким методам соединения арматурных элементов. Здесь не используется дорогостоящий строительный инструмент, работы проводятся силами одного или двух рабочих. Желая ускорить и облегчить работу, можно приобрести:

• автоматический пистолет для вязки. С его помощью скорость соединения значительно возрастет, но обращение с ним требует определенных навыков;
• вращательный электроинструмент, типа дрели или шуруповерта со специальной насадкой, приобрести которую можно в специализированных магазинах.

К достоинствам автоматизированных приспособлений относится повышение производительности, возможность соединения элементов конструкции в труднодоступных местах каркаса, значительное снижение физических затрат.